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PLC選用時(shí)的問(wèn)題與對(duì)策
關(guān)鍵詞：可編程序控制器 應(yīng)用 選型 安裝
一、選型
1、選擇熟悉編程軟件的機(jī)型經(jīng)常接到一些信件，特別是初次使用可編程序控制器(PLC)的一些用戶問(wèn)，選用哪一種型號(hào)的PLC為好?選型是一個(gè)老問(wèn)題。由于生產(chǎn)PLC的廠商很多，有時(shí)會(huì)感到無(wú)從下手解決該問(wèn)題。一般地說(shuō)，你對(duì)哪一家公司哪個(gè)型號(hào)的PLC了解得多，特別是對(duì)它的指令和編程軟件熟悉，則選用該公司的PLC為好。因?yàn)閺目煽啃?、性能指?biāo)上各家公司的產(chǎn)品大同小異。若你的設(shè)備(或產(chǎn)品)或進(jìn)口設(shè)備上已經(jīng)用了某一種型號(hào)的PLC，若再要選用PLC開發(fā)新的產(chǎn)品，在滿足工藝條件的前提下，建議還是選用你已經(jīng)用過(guò)的PLC為好，這樣，可以做到資源共享的好處。
2、選擇合資廠的機(jī)型選用進(jìn)口PLC好還是國(guó)產(chǎn)PLC好?國(guó)內(nèi)的一些PLC生產(chǎn)廠，特別是一些合資的PLC生產(chǎn)廠，其PLC的性能與進(jìn)口PLC是一樣的，而且國(guó)內(nèi)PLC廠商售后服務(wù)、備品備件容易解決。國(guó)產(chǎn)PLC的價(jià)格也比進(jìn)口的PLC便宜1/3左右。當(dāng)然進(jìn)口的PLC，特別是一些*上的大公司生產(chǎn)的PLC，尤其是大型或超大型PLC，在重大工程上還是對(duì)象。
3、選擇性能相當(dāng)?shù)臋C(jī)型PLC選型中還有一個(gè)重要問(wèn)題就是性能要相當(dāng)。如果只有十幾個(gè)開關(guān)量輸入輸出的工程項(xiàng)目，選用了帶有模擬量輸出輸入的PLC機(jī)型，這就大材小用了，這時(shí)只要選性能相當(dāng)?shù)腜LC，其價(jià)格可以大大地降低。
4、選擇新機(jī)型由于PLC產(chǎn)品更新?lián)Q代很快，選用相應(yīng)的新機(jī)型很有必要。曾碰到一個(gè)PLC用戶，在20世紀(jì)80年代進(jìn)口的一臺(tái)設(shè)備上，用了一臺(tái)F1—20MR型PLC壞了，該廠干方百計(jì)想求購(gòu)一臺(tái)同型號(hào)的PLC替代，結(jié)果求購(gòu)不到。其實(shí)，用一臺(tái)FXON—20MR型PLC*可以代替，當(dāng)然用其它型號(hào)也可以代替。
二、安裝與布線
1、安裝位置PLC不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)。與PLC裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)的電感性元件，如繼電器、接觸器的線圈應(yīng)并聯(lián)RC消弧電路。PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率晶閘管裝置、高頻焊機(jī)和大型動(dòng)力設(shè)備等。
2、連接線通常，按鈕、限位開關(guān)、接近開關(guān)等外接電氣部件提供的開關(guān)量信號(hào)對(duì)電纜無(wú)嚴(yán)格要求，故可選用一般電纜。若信號(hào)傳輸較遠(yuǎn)，可選用屏蔽電纜；模擬信號(hào)和高速信號(hào)線也選用屏蔽電纜。
3、布線信號(hào)線與功率線應(yīng)分開布線。電源電纜應(yīng)單獨(dú)走線；不同類型的線應(yīng)分別裝入不同的管槽中，信號(hào)線應(yīng)裝入電纜管槽中，應(yīng)盡量靠近地線或接地的金屬導(dǎo)體。當(dāng)信號(hào)線長(zhǎng)度超過(guò)300m時(shí)，應(yīng)采用中間繼電器轉(zhuǎn)接信號(hào)或使用PLC的遠(yuǎn)程I/O模塊。電源線與I/O線也應(yīng)分開走線，并保持一定的距離，若要在同一線管槽中布線，應(yīng)使用屏蔽電纜。
交流電路用線與直流電路用線應(yīng)分別使用不同的電纜。
4、信號(hào)傳輸通常，當(dāng)模擬量輸入輸出信號(hào)距PLC較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)采用4—20mA或O—10mA的電流傳輸方式，而不是電壓傳送方式。傳送模擬信號(hào)的屏蔽線，其屏蔽層應(yīng)一端接地。為了泄放高頻干擾，數(shù)字信號(hào)線的屏蔽層應(yīng)并聯(lián)電位均衡線，并將屏蔽層兩端接地。
三、電源
保證PLC可靠地工作是工程追求的目標(biāo)之一。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取提高可靠性的措施，以消除干擾的影響，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
電源干擾主要是通過(guò)供電線路的阻抗耦合產(chǎn)生的。電源是干擾進(jìn)入PLC的主要途徑之一。若有條件，可對(duì)PLC采用單獨(dú)的供電回路，以避免其它設(shè)備啟停對(duì)PLC的干擾。在干擾較強(qiáng)或?qū)煽啃砸蠛芨叩膱?chǎng)合，可在PLC的交流電源輸入端加接帶屏蔽的隔離變壓器和低通濾波器。隔離變壓器可以抑制從電源線竄入的外來(lái)于擾，低通濾波器可以吸收掉電源中的大部分“毛刺”干擾。
動(dòng)力部分、控制部分、PLC與I/O電源應(yīng)分別配線，詳見附圖。隔離變壓器與PLC、I/O電源之間采用雙絞線連接。系統(tǒng)的動(dòng)力線應(yīng)有足夠截面，以降低線路壓降。
四、外接傳感器
大量實(shí)踐表明，PLC控制系統(tǒng)的故障率相當(dāng)一部分由外接傳感器故障引起。特別是一些機(jī)械型的行程開關(guān)、限位開關(guān)的故障率往往比PLC本身故障率高得多，所以在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的措施。如用高可靠性的接近開關(guān)代替機(jī)械型的行程限位開關(guān)，就可保證PLC控制系統(tǒng)的高可靠性。
五、用戶程序的保護(hù)與備份
調(diào)試好的PLC用戶程序經(jīng)常是有放在用鏗電池作后備電源的RAM中，一般情況下，這種方式是保險(xiǎn)的，但在強(qiáng)干擾的環(huán)境下，BAM中的用戶程序也有可能改寫或沖掉的。目前，常用的做法是，將調(diào)試好的程序用PLC ROM寫人器將用戶程序?qū)懙紼PROM中長(zhǎng)期保存，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)對(duì)EPROM加上寫保護(hù)，以防止被改寫。
控制閥的選型原則
1、根據(jù)工藝條件，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)。
2、根據(jù)工藝對(duì)象的特點(diǎn)，選擇控制閥的流量特性。
3、根據(jù)工藝操作參數(shù)，選擇合適的控制閥口徑尺寸。
4、根據(jù)工藝過(guò)程的要求，選擇所需要的輔助裝置。
5、合理選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)。S7-300西門子PLC 模擬輸入，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度應(yīng)能滿足工藝對(duì)控制閥行程時(shí)間的要求；所選用的控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)能滿足閥門行程和工藝對(duì)泄漏量等級(jí)的要求。在關(guān)鍵的應(yīng)用場(chǎng)合，建議選用活塞式(彈簧復(fù)位式或無(wú)彈簧的氣動(dòng)復(fù)位式)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因?yàn)?，相?duì)而言，薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障的概率大，且可靠性不如活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)高。在某些場(chǎng)合，如選用壓力控制閥(包括放空閥)，應(yīng)考慮對(duì)實(shí)際可能的壓差進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯螅匆髨?zhí)行機(jī)構(gòu)能提供較大的作用力。否則，可能當(dāng)工藝上出現(xiàn)異常情況時(shí)，控制閥前后的實(shí)際壓差較大，會(huì)發(fā)生關(guān)不上或打不開的危險(xiǎn)。在我們的現(xiàn)場(chǎng)就曾發(fā)生過(guò)這種情況。
控制閥的選型、維修與校驗(yàn)（一）
控制閥是電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，無(wú)論多么復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)，后都?xì)w結(jié)到對(duì)控制閥的控制，也就是說(shuō)，控制閥是執(zhí)行自控指令任務(wù)的一道總機(jī)關(guān)。因此，控制閥的性能如何，不僅直接關(guān)系機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，甚至影響自控系統(tǒng)乃至整臺(tái)機(jī)組的安全運(yùn)行。但令人遺憾的是，在實(shí)際使用中控制閥經(jīng)常出現(xiàn)關(guān)不死、打不開、動(dòng)作不靈敏、泄漏大、非線性嚴(yán)重、壽命短、價(jià)格貴等問(wèn)題。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些問(wèn)題中95%以上是屬于選型不當(dāng)造成的，而因計(jì)算錯(cuò)誤造成的問(wèn)題不到5%。實(shí)踐證明，計(jì)算與選型相比，選型的難度更大，出現(xiàn)的問(wèn)題更多，對(duì)此應(yīng)該特別重視。下面結(jié)合筆者近年來(lái)掌握的情況和工作中碰到的問(wèn)題，就控制閥的選型、維護(hù)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校談一些看法。
一、控制閥的選型
1、選型應(yīng)考慮的主要因素
（1）基本的條件是要滿足生產(chǎn)過(guò)程的溫度、壓力、液位及流量的要求；
（2）閥的泄漏及密封性要求；
（3）閥的工作壓差應(yīng)小于許用壓差；
（4）對(duì)閥使用壽命和可靠性的考慮；
（5）對(duì)閥動(dòng)作速度、流量特性的考慮；
（6）對(duì)閥作用方式和流向的考慮；
（7）對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式、輸出力矩、剛度以及彈簧范圍的考慮；
（8）對(duì)材質(zhì)及閥經(jīng)濟(jì)性的考慮（選型不當(dāng)價(jià)格會(huì)相差3~4倍）。
2、選型的一般原則
在滿足過(guò)程控制要求的前提下，所選的閥應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、可靠、價(jià)廉、壽命長(zhǎng)、維修方便，并保證備件來(lái)源及時(shí)可靠。要盡量避免為單純追求好結(jié)構(gòu)、好材質(zhì)、多附件而忽略了對(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性的考慮。從可靠性觀點(diǎn)來(lái)看，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單、多余的附件越少，其可靠性就越高；材質(zhì)選擇過(guò)高，將造成不必要的浪費(fèi)。
3、選型應(yīng)提供的工藝參數(shù)及系統(tǒng)要求
（1）工藝參數(shù)：溫度、壓力、正常流量時(shí)的壓差及切斷時(shí)的壓差；
（2）流體特性：腐蝕性、粘度、溫度變化對(duì)流體特性的影響；
（3）系統(tǒng)要求：泄漏量、可調(diào)比、動(dòng)作速度與頻率、線性及噪音。
4. 控制閥的分類及選擇
控制閥按結(jié)構(gòu)特征大致可分為如下9大類產(chǎn)品。
（1）直通單座控制閥：該閥應(yīng)用廣，具有泄漏小、許用壓差小、流路復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，故適用于泄漏要求嚴(yán)、工作壓差小的干凈介質(zhì)場(chǎng)合，但小規(guī)格的閥(DN<20)也可用于壓差較大的場(chǎng)合。應(yīng)用中應(yīng)注意校對(duì)許用壓差，防止閥關(guān)不死。
（2）直通雙座控制閥：與直通單座控制閥相反，具有泄漏大、許用壓差大的特點(diǎn)，故適用于泄漏要求不嚴(yán)、工作壓差大的干凈介質(zhì)場(chǎng)合，選型時(shí)應(yīng)注意該閥泄漏量大是否能滿足過(guò)程控制要求。
（3）套筒閥：套筒閥分為單密封和雙密封兩種結(jié)構(gòu)，前者類似于單座閥，適用于單座閥場(chǎng)合。后者類似于雙座閥，適用于雙座閥場(chǎng)合。套筒閥還具有穩(wěn)定性好、裝卸方便的特點(diǎn)，但價(jià)格比單、雙座閥貴50~200%，還需要專門的纏繞密封墊，是僅次于單、雙座閥應(yīng)用較為廣泛的閥。
（4）角型閥：節(jié)流型式相當(dāng)于單座閥，但閥體流路簡(jiǎn)單，適用于泄漏要求小、壓差不大的干凈介質(zhì)場(chǎng)合及要求直角配管的場(chǎng)合。
（5）三通閥：它具有3個(gè)通道，可代替兩個(gè)直通單座閥、用于分流和合流及兩相流、溫度差不大于150℃的場(chǎng)合。當(dāng)DN≤80時(shí)，合流閥可用于分流場(chǎng)合。
（6）隔膜閥：流路簡(jiǎn)單，隔膜具有一定的耐蝕性能，適用于不干凈介質(zhì)、弱腐蝕介質(zhì)的兩位切斷場(chǎng)合。
（7）蝶閥：它相當(dāng)于取一直管段來(lái)做閥體，且閥體又相當(dāng)于閥座，故“自潔”性能好、體積小、重量輕。適用于不干凈介質(zhì)和大口徑、大流量、大壓差的場(chǎng)合。當(dāng)DN>300時(shí)，通常都由蝶閥來(lái)完成。
（8）球閥：“O”形球閥全開時(shí)為無(wú)阻閥，“自潔”性能，適用于特別不干凈、含纖維介質(zhì)的兩位切斷場(chǎng)合。“V”形球閥具有近似等百分比的調(diào)節(jié)特性，適用于不干凈、含纖維介質(zhì)、可調(diào)比較大的控制場(chǎng)合。球閥的價(jià)格較貴。
（9）偏心旋轉(zhuǎn)閥：該閥介于蝶閥和球閥之間，“自潔”性能好、調(diào)節(jié)性能好、亦可切斷，故適用于不干凈介質(zhì)、泄漏要求小的調(diào)節(jié)場(chǎng)合，但該閥價(jià)格較貴。
這9類產(chǎn)品中前6種為直行程控制閥，后3種為角行程控制閥。作為控制閥的應(yīng)用者，必須弄清楚它們的特點(diǎn)、注意事項(xiàng)。各類變型產(chǎn)品、改進(jìn)型產(chǎn)品都是在這9類產(chǎn)品上演變而來(lái)的，弄清這9大類產(chǎn)品就容易掌握其他產(chǎn)品的應(yīng)用了。
5、正確選擇的若干問(wèn)題S7-300西門子PLC 模擬輸入
（1）閥體材料選擇
閥體耐壓等級(jí)、使用溫度、耐腐蝕性能等方面應(yīng)不低于工藝連接管道要求，并優(yōu)先選用定型產(chǎn)品。
水蒸氣及含水較多的濕氣體介質(zhì)、環(huán)境溫度低于-20℃時(shí)，不宜選用鑄鐵閥。
（2）閥內(nèi)件材質(zhì)選擇
非腐蝕性介質(zhì)一般選用1Cr18 Ni9Ti或其他不銹鋼。
對(duì)汽蝕、沖蝕較為嚴(yán)重，S7-300西門子PLC 模擬輸入，且在介質(zhì)溫度與壓差構(gòu)成的直角坐標(biāo)中其溫度為300℃、壓差為1.5MPa兩點(diǎn)連線以外的區(qū)域時(shí)，應(yīng)選用耐磨材料，如鈷基合金或表面堆焊史太萊合金等。
對(duì)硬密封切斷閥，為提高密封面可靠性，應(yīng)選用耐磨合金。當(dāng)密封要求十分嚴(yán)密時(shí)，應(yīng)選用軟密封，如四氟橡膠。
（2）高低溫材料選擇
當(dāng)介質(zhì)溫度小于-60℃時(shí)選用銅或1Cr18Ni9Ti；溫度在450~600℃時(shí)，選用鈦、鉬不銹鋼；當(dāng)介質(zhì)溫度大于600℃時(shí)，應(yīng)選用高溫高強(qiáng)度合金(如因可耐爾)。
6、填料及閥蓋型式選擇
（1）通常情況下，介質(zhì)溫度小于200℃時(shí)，選用“V”形四氟填料，普通型上閥蓋；介質(zhì)溫度小于450℃時(shí)，選用“V”型四氟填料，但必須是散熱閥蓋。
（2）對(duì)直行程類閥，若帶有定位器附件時(shí)，對(duì)介質(zhì)溫度不大于450℃的高溫閥，仍可選用普通型閥蓋，但必須選用石墨填料。
（3）介質(zhì)溫度大于400℃時(shí)，需選用散熱型閥蓋和石墨填料。
（4）為增加閥桿密封的可靠性，可選用雙層填料結(jié)構(gòu)。
7、定位器的選擇
并不是選了定位器就一定好，不必要時(shí)，可以不選用定位器。如下情況應(yīng)選用定位器：
（1）電動(dòng)儀表控制氣動(dòng)閥，且為慢速響應(yīng)系統(tǒng)時(shí)。
（2）需要提高薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力的場(chǎng)合。
（3）緩慢過(guò)程需要提高控制閥響應(yīng)速度的場(chǎng)合，如控制溫度、液位等參數(shù)。
（4）需要克服摩擦力，減小過(guò)大的回差造成控制品質(zhì)差的場(chǎng)合，如低溫或采用柔性石墨填料的控制閥。
（5）控制器比例帶很寬，S7-300西門子PLC 模擬輸入，但又要求閥小信號(hào)有響應(yīng)時(shí)，采用無(wú)彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制的系統(tǒng)。 帶定位器適用的閥，通常選用20~100kPa的彈簧。但為了提高輸出力，可選用氣源壓力PS=250kPa。對(duì)氣開閥，可選用60~180kPa的彈簧范圍，以增加起點(diǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力。對(duì)氣閉閥可選用20~100kPa的彈簧，以增加關(guān)閉時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力。 
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5、客戶收到合同查閱同意后蓋章回傳并按照合同銷售額匯款到公司賬戶
6我公司財(cái)務(wù)查到款后，業(yè)務(wù)員安排發(fā)貨并通知客戶跟蹤運(yùn)單。